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NebenfachMaschinenbau: Produktentwicklung
D. Krüger
• Motivation• Lehrveranstaltungen• Lehrstuhl
Orientierungsveranstaltung Department Informatik
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elMotivationWas haben diese technischen Systeme gemeinsam?
Quelle: SIEMENS, BMW, MIELE, KUKA
EnergieGroßdampfturbine
MobilitätVerbrennungsmotor
ProduktionSchweißroboter
KonsumgüterStaubsauger
MedizinComputer-tomograph
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elMotivationAuflösung…
Quelle: Der Spiegel, NORMAX, METALLUMFORM, SCHAEFFLER, ORTLINGHAUS, MAN
Gemeinsame „Grundbausteine“:Maschinenelemente
Gemeinsame „Repräsentationsform“:Technische Zeichnung, 3D-CAD-Modell
Gemeinsame Berechnungsgrundlagen:Bauteilauslegung
Vergleichbare Entwicklungsprozesse:Konstruktionsmethodik
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1 Klären und Präzisieren der Aufgabenstellung
Ermitteln von Funktionen und deren Strukturen
Suchen nach Lösungs-prinzipien und deren Strukturen
Gliedern in realisierbare Module
Gestalten der maßgebenden Module
Gestalten des gesamten Produkts
Ausarbeiten der Ausführungs-und Nutzungsangaben
RealisierungRealisierung
AufgabeAufgabe
AnforderungslisteAnforderungsliste
FunktionsstrukturFunktionsstruktur
Prinzipielle LösungPrinzipielle Lösung
Modulare StrukturModulare Struktur
VorentwürfeVorentwürfe
GesamtentwurfGesamtentwurf
ProduktdokumentationProduktdokumentation
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Produktlebenszyklus Produktentwicklung und Produktentstehung
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ArbeitsplanungProduktplanung
Konstruktion
Entsorgung
Nutzung
Vertrieb
Herstellung
Planen
Konzipieren Entwerfen
Ausarbeiten
Produktentwicklung
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Produktplanung
Konstruktion
ArbeitsplanungProduktplanung
Konstruktion
ArbeitsplanungProduktplanung
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Entsorgung
Nutzung
Vertrieb
Herstellung
Planen
Konzipieren Entwerfen
Ausarbeiten
Produktentwicklung
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Produktplanung
Konstruktion
ArbeitsplanungProduktplanung
Konstruktion
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elMotivationInformatik in der Produktentwicklung
Quelle: BMW, Daimler
Bauteilmodellierung in 3D-CAD
Modellbildungund Simulation
Digital Mock-up
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„Es ist nicht genug, zu wissen, man muss auch anwenden.“(Johann Wolfgang von Goethe)
LehrePhilosophie
„Junge Ingenieure scheitern nicht daran, dass sie zu wenig wissen, sondern daran,
dass sie ihr Wissen nicht anwenden können.“(VDI Ingenieursstudie 2004)
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toll
Übersicht zu den LehrveranstaltungenNebenfach im Bachelor-Studium
Grundlagen der Produktentwicklung4 SWS V + 2 SWS Ü (= 7,5 ECTS)Optional:• Maschinenelemente Montagepraktikum (90 min)• Kurzeinführung in das Technische Zeichnen (2-3 x 90 min)
Wintersemester
Technische Darstellungslehre II (Einführung in das 3D-CAD)2 SWS V+P (= 2,5 ECTS)
Technische Produktgestaltung3 SWS V + 1 SWS Ü (= 5,0 ECTS)
Sommersemester
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Funktionsorientierter Überblicküber gängige Maschinenelemente
Funktionsorientiertes Denkenin technischen Systemen
„Kraft und Bewegung erzeugen“ Wirkprinzip – Auswahl – Auslegung
Vernetzen zentraler FächerMechanik – Werkstoffe – Fertigung
Grundlagen der ProduktentwicklungZiele der Lehrveranstaltung
Bildquellen: VW, SIEMENS, KAMAX, SCHAEFFLER, Niemann, Dubbel
Grundkenntnisse für dieAuslegung von Bauteilen
Belastung – Werkstoffe – Geometrie
Befähigung zu einfachen Auslegungsrechnungen undzur technischen Einschätzung konstruktiver Lösungen
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elTechnische Darstellungslehre IIZiele der Lehrveranstaltung
Modellieren von Bauteilen
Zusammenbau von Baugruppen Ableiten Technischer Zeichnungen
Durchgängiger Demonstrator
Kenntnisse über die grundlegende Funktionalität von 3D-CAD-Systemenund Befähigung zum praktischen Umgang mit diesen
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elTechnische ProduktgestaltungZiele der Lehrveranstaltung
Fertigungsgerechtes Konstruieren
Kostengerechtes Konstruieren BeanspruchungsgerechtesKonstruieren und Leichtbau
Spannungsfeld „Design for X“
Befähigung zur Konzeption und Gestaltung technischer Produkte
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elAusblick auf weitere Lehrveranstaltungen…
Methodisches und rechnerunterstütztes Konstruieren3 SWS V + 1 SWS Ü (= 5,0 ECTS)
Praktische Produktentwicklung mit 3D-CAD-Systemen2 SWS V+Ü (= 2,5 ECTS)
Integrierte Produktentwicklung3 SWS V + 1 SWS Ü (= 5,0 ECTS)
Innovationsmethoden I2 SWS V (= 2,5 ECTS)
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Assistenzsysteme
Leichtbau
Nutzerzentrierte Produktentwicklung
Toleranzmanagement
Wälzlagertechnik
Tribologische PVD-/PACVD-Schichten
Virtuelle Produktentwicklungund Konstruktionsmethodik
Maschinenelementeund Bauteilauslegung
Nachgiebige Mechanismen
Formadaptive Strukturen
Elastische Sensoren und Aktoren
Mechatronische Systemeim Maschinenbau
Lehrstuhl für KonstruktionstechnikOrganigramm und Forschungsgruppen
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© LEHRSTUHL FÜR KONSTRUKTIONSTECHNIKFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProf. Dr.-Ing. Sandro Wartzack 13K
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rEinblick in aktuelle ForschungsarbeitenKonstruieren in virtuellen Umgebungen
Intuitive Interaktion mit virtuellen Prototypen
• Ein-/Ausgabe: Oculus Rift, Leap Motion • Simulation: Nvidia PhysX• Grafik: OpenSceneGraph + Kopplung an CAD-System
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© LEHRSTUHL FÜR KONSTRUKTIONSTECHNIKFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProf. Dr.-Ing. Sandro Wartzack 14K
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rEinblick in aktuelle ForschungsarbeitenBiomechanische Menschmodelle
Absicherung ergonomischer Anforderungen anhand physiologisch begründeter, biomechanischer
Beanspruchungsgrößen.
Forschungsziel
Energieumsatz
Last
Bewegung
Neurale Erregung
Gelenkdruck
CAD Integration
Alters- und LeistungsadaptionBewegungssynthese
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© LEHRSTUHL FÜR KONSTRUKTIONSTECHNIKFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProf. Dr.-Ing. Sandro Wartzack 15S
tang
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• Computergrafik und CAD Programmierung• Assistenzsystementwicklung• Reverse Engineering von Bauteilstrukturen
Einblick in aktuelle ForschungsarbeitenIntegration von Strukturoptimierungsmethoden
Formoptimierung –Flächenbasierte Rückführung
Topologieoptimierung –Volumenbasierte Rückführung
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© LEHRSTUHL FÜR KONSTRUKTIONSTECHNIKFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergProf. Dr.-Ing. Sandro Wartzack
Lehrstuhl für KonstruktionstechnikStudien-, Abschlussarbeiten, Hiwi-Tätigkeit
Unser Lehrstuhl bietet regelmäßig „Informatik-affine“ Tätigkeiten!
Simulation• Effiziente Algorithmen• Echtzeitanwendungen• Optimierung• Visualisierung
Computer Aided Design• Computergrafik• Visualisierung/VR/AR• Bild- und Mustererkennung
Wissensbasiertes Konstruieren• Datenbanken• Data Mining• Statistik
Kooperationen:
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Vorstellung NebenfachMaschinenbau: Produktentwicklung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Für Rückfragen: [email protected] oder 09131/85-23222
